Термоэлектрический генератор

Термоэлектрический генератор, являет собой устройство, созданное на основе термоэлементов полу-проводников, которые соединяются в последовательную или параллельную цепь, которая превращает тепловую энергию в электроэнергию. Так, действует эффект Зeeбека, заключающийся в переходе термоэлектрической энергии в движущую силу в замкнутой системы.

Составными частями термоэлектрических генераторов являются батареи, собранные из термоэлементов полупроводников, которые имеют последовательное или параллельное соединение, а также тепло-обменники батарей с горячими или холодными спаями.

В схему цепей таких ТЭГ, включаются полу-проводниковые термоэлементы, которые состоят из особых ветвей, представляющие кристаллические элементы, созданные из небольших элементов прямоугольной формы. Существуют ветви n- p- типа, различающие по способности к проводимости, которых в свою очередь определяет разность знаков коэффициента силы терморегуляции, имеющие нагрузку различной активности и коммутационные пластины холодного и горячего сплава.

Когда термоэлемент замыкается на наружную часть нагрузки цепи, внутри цепи начинает течь постоянный ток, который характеризуется эффектом Зeeбека. Тот же самый ток вызывает и другие процессы, связанные с выделением и поглощением тепла на сегментах спаев n- и p-ветвей металлических пластин термоэлемента, что определяется эффектом Пeльтье. В процессе впитывания горячими сплавам теплоты Пельтье, на холодные, осуществляется передвижение носителей.

Используемые в термоэлектрических генераторах полу-проводниковые материалы, обязательно приобретать повышенный коэффициент термического ЭДС, небольшую теплопроводность, чтобы получать соответствующий перепад от горячих к холодным кристаллическим сплавам, но в противоположность к этому, отличную электропроводимость.

Чаще всего для производства термоэлементов, используются твёрдые растворы, пятой группы на халькогенидовой основе. Поскольку для использования, термоэлектрическому генератору не требуются материалы высокой чистоты, его создание обходится сравнительно дёшево. Так же за счёт этого он может эффективно использоваться в условиях проникающей радиации. Кроме этого, для нагревания генератора применяется и побочное тепло. Это либо нагрев от какого-либо иного генератора, также солнечное тепло, атомный реактор и тому подобное.

Термоэлектрический генератор имеет широкую область использования, но чаще это труднодоступные места, удалённые от электрокоммуникаций. Потребителями электроэнергии, вырабатываемой теплоэлектрическими генераторами, как правило, становятся метеорологические станции, космические аппараты, нефтепроводы и многое другое.
Эти устройства имеют множество плюсов пред остальными видами электромашинных преобразователей энергии, например, такими как турбогенераторы. Достоинства обуславливаются тем, что термоэлектрический генератор может работать абсолютной бесшумно, компактен, у него отсутствуют движущие части и малая инерционность.
Недостатки у них тоже есть. Одним из основных является низкий КПД. Но даже невзирая на это генераторы удобны в использовании для переносных электронных приспособлений. И это оправдывается их невысокой ценой, простотой в работе и зарекомендованной надёжностью.

Кроме обычных термоэлектрических генераторов, есть такие модернизированные виды, как радиоизотопный термоэлектрический генератор, о котором будет рассказано ниже.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы (РИТЭГ), как и обычные термоэлектрические генераторы, в основном применяются в навигационных системах маяков, метеостанций, радиомаяков и другом подобном оборудовании. РИТЭГ устанавливаются там, где отсутствует любая возможность воспользоваться иными источниками, обеспечивающими доступ к электричеству. Поэтому очень часто они используются как источники обеспечивающие питание для оборудования навигации, необходимого в таких местах как побережье Северного Ледовитого океана и тому подобных.
Также подобный источник питания, обеспечивает бесперебойную работу некоторых роботов, работающих автономно, без непосредственного подключения. Такие механизмы нуждаются в очень длительном и мощном поступлении электропитания.

Но используемые в таких генераторах радиоактивные материалы должны иметь соответствующие характеристики.
Во-первых, их излучение должно быть высокоэнергетическим и высвобождать большие количества энергии. Также радиация должна легко переходить в тепловое излучение, чтобы избежать создания дополнительных защитных экранов. Чтобы батареи служили долгое время, распад долже